JPH03135739A

JPH03135739A - 赤外線検出装置

Info

Publication number: JPH03135739A
Application number: JP27357789A
Authority: JP
Inventors: Osami Kumagai; 熊谷　修美
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、例えば人体検知等に利用される赤外線検出装
置に関し、検出器及びその検出信号を処理する信号処理
回路を共通のケース内に収納配置すると共に、信号処理
回路を構成する絶縁樹脂モールド型の増幅回路を、赤外
線検出器を設けた回路基板の一面と対向する他面側に゛
配置して組立体を構成いこの組立体を、増幅回路搭載側
がケースの底面と向ぎ合うように配置することにより、
ノイズ誤動作を防止し得るようにすると共に、各構成部
分の位置決め、放熱特性及び電気絶縁性を向上させるよ
うにしたものである。

〈従来の技術〉前型赤外線検出装置は、赤外線を熱源として利用し、そ
の発熱作用による赤外線検出素子の温度変化を検出する
方式であり、赤外線検出素子としては、焦電素子、サー
モパイル、サーミスタ等が利用されている。

第５図は赤外線検出装置の全体的な構成を示す図で、１
は赤外線検出器、２は赤外線検出器１からの検出信号を
処理する信号処理回路である。信号処理回路２はゲート
抵抗２１を有する電界効果トランジスタ２２、増幅回路
２３、比較回路２４及びタイマー回路２５等を備えてい
る。通常の赤外線検出装置においては、ゲート抵抗２１
及び電界効果トランジスタ２２は、赤外線検出器１を構
成するケース（図示しない）内の適当な位置に取付は配
置する。そして、電界効果トランジスタ２２の出力信号
を、伝送線３２．３３によって増幅回路２３に導くよう
になっている。

増幅回路２３は赤外線検出器から供給される信号を増幅
する。比較回路２４は所定のスレッショールドレベルを
持っており、増幅回路２３から供給される信号のレベル
が当該スレッショールドレベルを越えたような場合に、
所定の出力を生じる。タイマー回路２５は比較回路２４
からの信号が所定時間継続したことを検出して出力■。

Ｕ７を生じる。

第６図は従来より周知の赤外線検出器の構造を模式的に
示す図である。図において、１０１は赤外線検出素子、
１０２は赤外線検出素子１０１を収納するケース、１０
３は底板、１０４は支持基板、１０５は端子である。赤
外線検出素子１０１は支持基板１０４の上に間隔Ｈ１を
隔てて支持されている。支持基板１０４は底板１０３か
ら浮かした状態で、リード端子１０５上に支持されてい
る。ケース１０２は、赤外線検出素子１０１の前面に、
赤外線入射用の窓１０６を有し、窓１０６は赤外線透過
フィルタとなる赤外線透過窓部材１０７を備えている。

一般的に、第５図に示した抵抗２１及び電界効果トラン
ジスタ２２を、赤外線検出素子１０１と共に、ケース１
０２内に配置し、リード端子１０５を電界効果トランジ
スタ２２の信号出力端として使用するようになっている
。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、従来の赤外線検出装置では、検出器１と
、増幅回路２２とが別々になっていて、信号伝送線３２
．３３によって結ばれているため、ノイズの影響を受は
誤動作を生じ易しＡ。特に、焦電素子を使用した赤外線
検出器の場合には、極めて微弱な信号を取扱うことにな
るので、第６図に示したように、抵抗２１、電界効果ト
ランジスタ２２を赤外線検出器１と一体化し、電界効果
トランジスタ２２で受けた後に出力する構成をとっても
、その信号レベルは微弱であり、ノイズ誤動作を完全に
なくすことは困難である。

そこで、本発明の課題は、上述する従来の問題点を解決
し、ノイズ誤動作を防止するのに有効で、しかも、各構
成部分の位置決め、放熱特性の向上及び電気絶縁に適し
た構造の赤外線検出装置を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉上述する課題を解決するため、本発明に係る赤外線検出
装置は、赤外線検出器及びその検出信号を処理する信号
処理回路をケース内に組込んだ赤外線検出装置であって
、前記赤外線検出器は、回路基板の一面上に搭載されてお
り、前記信号処理回路は、全体が絶縁外装体によって覆われ
た増幅回路を含み、前記増幅回路は、前記回路基板の他面側に搭載されてお
り、前記赤外線検出器、前記回路基板及び前記増幅回路の組
立体は、前記回路基板の前記増幅回路を搭載した前記他
面側が前記ケースの底面と向き合うようにして、前記ケ
ース内に配置されてしすることを特徴とする。

く作用〉赤外線検出器及びその検出信号を処理する回路をケース
内に組込んであり、信号処理回路は全体が絶縁外装体に
よって覆われた増幅回路を含でし）るので、少なくとも
、増幅回路で増幅した後の信号を出力できる。このため
、ノイズの影響を受Ｇすにくくなる。

しかも、赤外線検出器は回路基板の一面上に搭載されて
おり、増幅回路は全体が絶縁外装体によって覆われてい
て、回路基板の他面側に搭載されており、赤外線検出器
、回路基板及び増幅回路の組立体は、回路基板の増幅回
路を搭載した他面側がケースの底面と向き合うようにし
て、ケース内に配置されているので、回路基板及び赤外
線検出器の位置が、増幅回路を構成する絶縁外装体の厚
みによって定まるようになる。このため、赤外線検出器
及び回路基板がケースの所定位置に簡単、かつ、確実に
位置決めされるようになる。

また、増幅回路に発生する熱が、ケースの底面側に伝達
され、外部に放出されるので、赤外線検出器の誤差が小
さくなる。

更に、増幅回路の外装絶縁体により、ケースに対する回
路基板の電気絶縁が確実になる。

〈実施例〉第１図は本発明に係る赤外線検出装置の平面部分破断面
図、第２図は第１図Ａ、−Ａ、線上における部分断面図
である。図において、４は赤外線検出器、５は全体を覆
うケース、６は回路基板、７は増幅回路、８は電界効果
トランジスタ、９１〜９８は出力端子である。

赤外線検出器４は、回路基板６の一面上に搭載されてい
る。実施例に示す赤外線検出器４は、回路基板６上に焦
電素子等の赤外線検出素子を搭載した構成となっている
。

電界効果トランジスタ８及び増幅回路７は第５図で説明
したような信号処理回路を構成しており、赤外線検出器
４と共に、ケース５の内部に配置される。

赤外線検出器４の別の例としては、第６図に示した構造
または第３図に示すような構造をとることができる。第
３図は、赤外線検出器４の１例を示す図で、電界効果ト
ランジスタをケース内に有していない点と、参照符号が
変更されている点を除けば、第６図に示した従来の赤外
線検出器と同様の構成となっている０図において、４１
は赤外線検出素子、４２は赤外線検出素子４１を収納す
るケース、４３は底板、４４は支持基板である。

赤外線検出素子４１は、熱線のエネルギー量に応じて信
号を発生する素子であり、前述の焦電素子、サーモバイ
ル、サーミスタ等によって構成される。赤外線検出素子
４１は、支持基板４４の上に、間隔Ｈ１を隔てて支持さ
れている。支持基板４４は底板４３から浮かした状態で
、リード端子４５上に支持されている。この種の赤外線
検出素子４１は、赤外線を熱源として利用し、その発熱
作用による温度変化を電圧変化として検出するものであ
るから、周囲温度による影響等を受けずに、入射赤外線
による温度変化をいかに感度良く検知するかが最も重要
なポイントになる。支持基板４４に対する赤外線検出素
子４１の支持構造、底板４３に対する支持基板４４の取
付構造または各部材の材質もしくはディメンション等は
この条件に適合するように選定され、設計される。

ケース４２は、赤外線検出素子４１の前面に、赤外線入
射用の窓４２１を有し、窓４２１は赤外線透過フィルタ
となる赤外線透過窓部材４２２を備えている。赤外線検
出素子４１は、原理的には全波長範囲の光を感知する。

従って、検知しようする対象物が特定された場合、その
対象物の発する波長を選択的に検知するフィルタ特性を
付与することが必要になる。赤外線透過窓部材４２２は
、上述のフィルタ特性を得るために備えられたもので、
検出しようとする対象物の発する波長に対する選択性を
有する光学的フィルタである。

全体を覆うケース５は、底板５１を有すると共に、底板
５１の一面側の外周にカバー５２を取付けた構造となっ
ている。カバー５２の上面側には赤外線入射窓５３が設
けられている。

回路基板６は、赤外線検出器４及び電界効果トランジス
タ８を設けた一面側とは反対側の他面側に回路パターン
が引いてあって、この他面側に増幅回路７が搭載されて
いる。増幅回路７は、回路を内蔵した絶縁外装体７１の
側端面に所定の端子７２を導出した構造となっている。

このようなモールド構造は集積回路等において周知であ
る。

増幅回路７は、電界効果トランジスタ８から出力される
信号を増幅する回路である。場合によっては、電界効果
トランジスタ８を増幅回路７に内蔵させた構成としても
よいし、増幅回路の他に、比較回路やタイマー回路を含
む構成としてもよい。

従って、増幅回路７で増幅した後の信号を出力できるよ
うになり、ノイズの影響を受けにくい信頼性の高い赤外
線検出装置が得られる。

第４図は増幅回路７の具体的な回路構成を示す図である
。図において、７０１．７０２は演算増幅回路であり、
この演算増幅回路７０１．７０２によって、電界効果ト
ランジスタ８から供給される信号を２段増幅し、出力端
子７０３から所定の信号を出力するようになっている。

７１１〜７１８は抵抗、７２１〜７２７はコンデンサで
あり、これらは、所定の増幅率及び電気的特性が得られ
るように選択される。ＶＣＣは電源電圧を示す。第４図
に示す増幅回路７は集積回路として容易に実現できる。

９はゲート抵抗である。ゲート抵抗９は、図示はされて
いないが、第１図及び第２図において、回路基板６の増
幅回路７を搭載した他面側に配置するのがよい。

組立において、赤外線検出器４、増幅回路７及び回路基
板６は、増幅回路７を搭載した他面側がケース５の底面
５１と向き合うようにして、ケース５内に配置されてい
る。このような構造であると、赤外線検出器４の先端面
が、主として、回路基板６及び増幅回路７を構成する絶
縁外装体７１の厚みＴＩ　によって定まる一定の高さ位
置になる。このため、赤外線検出器４及び回路基板６が
所定位置に簡単、かつ、確実に位置決めされる。

しかも、増幅回路７を、赤外線検出器４とは逆の他面側
に配置したことにより、増幅回路７に発生する熱がケー
ス５の底面５１に伝達され、外部に放出されるため、増
幅回路７の発熱に伴う赤外線検出器４の検出誤差が小さ
くなり、精度が向上する。

更に、回路パターンを引いた回路基板６の面が増幅回路
７の絶縁外装体７１によってケース５の底面５１から電
気絶縁されるので、電気絶縁の信頼性が向上する。

実施例において、増幅回路７を構成する絶縁外装体７１
がケース５の底面５１に接触するように配置しであるの
で、増幅回路７に発生した熱がケース５の底面５１に直
接的に伝達され、外部に放散されるので、放熱特性が更
に良好になる。

〈発明の効果〉以上述べたように、本発明に係る赤外線検出装置によれ
ば、次のような効果が得られる。

（ａ）赤外線検出器及びその検出信号を処理する回路を
ケース内に組込んであり、信号処理回路は増幅回路を含
でいるので、ノイズの影響を受けにくい赤外線検出装置
を提供できる。

（ｂ）赤外線検出器は回路基板の一面上に搭載されてお
り、増幅回路は全体が絶縁外装体によって覆われていて
、回路基板の他面側に搭載されており、赤外線検出器、
回路基板及び増幅回路の組立体は、回路基板の増幅回路
を搭載した他面側がケースの底面と向き合うようにして
、ケース内に配置されているので、赤外線検出器及び回
路基板がケースを所定位置に簡単、かつ、確実に位置決
めし得る赤外線検出装置を提供できる。

（ｃ）赤外線検出器、回路基板及び増幅回路の組立体は
、回路基板の増幅回路を搭載した他面側がケースの底面
と向き合うようにして、ケース内に配置されているので
、増幅回路に発生する熱をケースの底面側から外部に放
出し、赤外線検出器に対する熱的影響を軽減し得るよう
にした高精度の赤外線検出装置を提供できる。

（ｄ）増幅回路の外装絶縁体により、ケースに対する回
路基板の電気絶縁の確実な赤外線検出装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る赤外線検出装置の平面部分破断面
図、第２図は第１図Ａ　＋　　Ａ　＋線上における部分
断面図、第３図は本発明に係る赤外線検出装置に組込ま
れる赤外線検出器の１例を示す部分断面図、第４図は本
発明に係る赤外線検出装置の具体的な回路構成を示す回
路図、第５図は赤外線検出装置の一般的な回路構成を示
すブロック図、第６図は従来の赤外線検出器の一般的な
構造を示す部分断面図である。４・・・赤外線検出器　　　５・６・・・回路基板　　　　　７・８・・・電界効果トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）赤外線検出器及びその検出信号を処理する信号処
理回路をケース内に組込んだ赤外線検出装置であって、前記赤外線検出器は、回路基板の一面上に搭載されてお
り、前記信号処理回路は、全体が絶縁外装体によって覆われ
た増幅回路を含み、前記増幅回路は、前記回路基板の他面側に搭載されてお
り、前記赤外線検出器、前記回路基板及び前記増幅回路の組
立体は、前記回路基板の前記増幅回路を搭載した前記他
面側が前記ケースの底面と向き合うようにして、前記ケ
ース内に配置されていることを特徴とする赤外線検出装置。